HCNP学习笔记之IP地址、子网掩码、网关的关系

HCNP学习笔记之IP地址、子网掩码、网关的关系

0x00 概述

网络管理中的IP地址、子网掩码和网关是每个网管必须要掌握的基础知识，只有掌握它，才能够真正理解TCP/IP协议的设置。

以下我们就来深入浅出地讲解什么是子网掩码。 IP地址的结构 要想理解什么是子网掩码，就不能不了解IP地址的构成。

互联网是由许多小型网络构成的，每个网络上都有许多主机，这样便构成了一个有层次的结构。IP地址在设计时就考虑到地址分配的层次特点，将每个IP地址都分割成网络号和主机号两部分，以便于IP地址的寻址操作。 IP地址的网络号和主机号各是多少位呢？如果不指定，就不知道哪些位是网络号、哪些是主机号，这就需要通过子网掩码来实现。

0x01 子网掩码subnet

什么是子网掩码 子网掩码不能单独存在，它必须结合IP地址一起使用。子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分。子网掩码的设定必须遵循一定的规则。与IP地址相同，子网掩码的长度也是32位，左边是网络位，用二进制数字“1”表示；右边是主机位，用二进制数字“0”表示。

“192.168.1.1”和子网掩码为“255.255.255.0”的二进制对照。其中，“1”有24个，代表与此相对应的IP地址左边24位是网络号；“0”有8个，代表与此相对应的IP地址右边8位是主机号。这样，子网掩码就确定了一个IP地址的32位二进制数字中哪些是网络号、哪些是主机号。这对于采用TCP/IP协议的网络来说非常重要，只有通过子网掩码，才能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，使网络正常工作。 常用的子网掩码有数百种，这里只介绍最常用的两种子网掩码，它们分别是“255.255.255.0”和“255.255.0.0”。

1. 子网掩码是“255.255.255.0”的网络：最后面一个数字可以在0~255范围内任意变化，因此可以提供256个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是256-2，即254个，因为主机号不能全是“0”或全是“1”。

2. 子网掩码是“255.255.0.0”的网络：后面两个数字可以在0~255范围内任意变化，可以提供255*255个IP地址。但是实际可用的IP地址数量是255*255-2，即65023个。

IP地址的子网掩码设置不是任意的。如果将子网掩码设置过大，也就是说子网范围扩大，那么，根据子网寻径规则，很可能发往和本地机不在同一子网内的目的机的数据，会因为错误的判断而认为目的机是在同一子网内，那么，数据包将在本子网内循环，直到超时并抛弃，使数据不能正确到达目的机，导致网络传输错误；如果将子网掩码设置得过小，那么就会将本来属于同一子网内的机器之间的通信当做是跨子网传输，数据包都交给缺省网关处理，这样势必增加缺省网关的负担，造成网络效率下降。因此，子网掩码应该根据网络的规模进行设置。 如果一个网络的规模不超过254台电脑，采用“255.255.255.0”作为子网掩码就可以了，现在大多数局域网都不会超过这个数字，因此“255.255.255.0”是最常用的IP地址子网掩码；笔者见到的最大规模的中小学校园网具有1500多台电脑，这种规模的局域网可以使用“255.255.0.0”。 默认子网掩码 在Windows 2000 Server中，如果给一个网卡指定IP地址，系统会自动填入一个默认的子网掩码。这是Windows 2000 Server为了节省用户输入时间自动产生的子网掩码。比如，局域网最常使用的IP地址“192.168.x.x”默认的子网掩码是“255.255.255.0”。一般情况下，IP地址使用默认子网掩码就可以了。

0x02 网关gateway

大家都知道，从一个房间走到另一个房间，必然要经过一扇门。同样，从一个网络向另一个网络发送信息，也必须经过一道“关口”，这道关口就是网关。

什么是网关 顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。 按照不同的分类标准，网关也有很多种。TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/ IP协议下的网关。

0x03 IP地址 IP address

IP地址英文IP address是分配给主机的32位地址,它标识了在网络上的一个节点,并且指定了在一个互连网络上的路由信息. INTERNET上的每台主机(HOST)都有一个唯一的IP地址. 但我们这些拨号上见用户,或ISDN用户,网络接入商为节约资源,一般采用动态IP,即是说:你每次拨号上网ISP就分配一个IP给你. IP,通俗,不规范的说:它相当于你家的电话号码,或是你家的地址.所以除特殊情况外,不要随便告诉你的IP给别人知道. (可想知道现在网上什么人都有.IP炸弹乱飞.一不小心你就PK啦!说不好你的机有安全漏洞,别人黑啦你.) IP协议就是使用这个地址的主机之间传递信息,这是INTERNET能够运行的基础. IP地址的长度为32位,分为4段,每段8位,用十进制数字表示,每段数字范围为1~254,段与段之间用点隔开.例如:202.103.44.194. IP地址有两部分组成,一部分为网络地址,另一部分为主机地址.IP地址分为A,B,C,D,E5类.常用的是B和C两类.

A类： A类IP地址的第一段数字范围为1~127，第个A类地址可连接16387064台主机，INTERNET上有126个A类地址 B类： 第一段数字范围为128~191，每个B类地址可连接64516台主机，INTERNET上有16256个B类地址。 C类： 192~233，可接254台主机，有2054512个 D： 224~239，D类地址用作多目的的地信息的传输，作备用 E： 240~254。E类地址保留，仅作为INTERNET的实验和开发之用。

仅仅靠WINDOWS不能打开网页。如果想办到，必须用IIS等软件辅助。

0x04 DNS Domain Name Service

DNS 全名叫 Domain Name Server，中文俗称“域名服务器”，在说明 DNS Server 之前，可能要先说明什么叫 Domain Name(域名)。正如上面所讲，在网上辨别一台电脑的方法是利用 IP地址，但是 IP用数字表示，没有特殊的意义，很不好记，因此，我们一般会为网上的电脑取一个有某种含义又容易记忆的名字，这个名字我们就叫它“Domain Name"。 例如：对著名的YAHOO！搜索引擎来说，一般使用者在浏览这个网站时，都会输入​​[url]IP 是多少？所以​​[url]Domain Name。这正如我们在跟朋友打招呼时，一定是叫他的名字，几乎没有人是叫对方身份证号码的吧！但是由于在 Internet 上真实

辨认机器的还是IP，所以当使用者在浏览器中输入Domain Name 后，浏览器必须先到一台有 Domain Name 和 IP 对应信息的主机去查询这台电脑的 IP，而这台被查询的主机，我们称它为 Domain Name Server，简称 DNS，例如：当你输入​​[url]DNS Server 去做辨认，如果查询到结果，则会传回这台主机的 IP地址，进而跟它发生连接，但如果没有查询到，就会出现类似 DNS NOT FOUND 等告警信息。所以一旦你的电脑的DNS Server 设置不正确，就好比是路标错了，电脑也就不知道该把信息送到哪里。

由于ISP的拨号服务器一般都有缺省的DNS，所以你可以不用设置DNS，如果你需要指定一台DNS，你一定要了解这台DNS的准确IP（比如福州的163用户的DNS为202.101.98.55）。DNS设置方法如下：在“控制面板”下打开“网络”里的“TCP/IP"的“属性”，在“DNS设置”栏目选择“启用DNS"，并将DNS的IP地址添加即可。

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